EP0306686B1 - Parallelschwingkreis-Umrichter mit Sicherheitsschaltung - Google Patents

Parallelschwingkreis-Umrichter mit Sicherheitsschaltung Download PDF

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EP0306686B1
EP0306686B1 EP88112098A EP88112098A EP0306686B1 EP 0306686 B1 EP0306686 B1 EP 0306686B1 EP 88112098 A EP88112098 A EP 88112098A EP 88112098 A EP88112098 A EP 88112098A EP 0306686 B1 EP0306686 B1 EP 0306686B1
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EP
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circuit
thyristors
parallel resonant
bridge
firing
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Hans G. Dipl.-Ing. Matthes
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SMS Elotherm GmbH
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AEG Elotherm GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/443—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/4505—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements

Definitions

  • the invention relates to a parallel resonant circuit converter, consisting of a rectifier, an inverter with thyristors arranged in a bridge circuit, a parallel resonant circuit connected to the load points of the bridge circuit, a further capacitance being provided in the connecting branch between its inductance and its capacitance, and an extinguishing time control device for alternate firing (commutation) of the thyristors forming the diagonally opposite bridge branches with a clock frequency determined to maintain a minimum quenching time.
  • Such a converter is known from DE-OS 34 25 324 and is preferably used for the inductive heating of workpieces, the elements of the load circuit consisting of the ohmic / inductive portion of the induction coil and workpiece, which changes in the course of the heating process, as well the capacitive component of a generally value-stable series connection of two capacitors. Furthermore is one Quenching time control device is provided, which controls the thyristors in the inverter bridge with a clock frequency that is above the natural frequency of the parallel resonant circuit, so that commutation of the bridge current through the thyristors is possible in the pairs of diagonally opposite bridge branches of the inverter.
  • the clock frequency is chosen so that it is as little as possible above the natural frequency of the load circuit, so that the quenching time of the thyristors deviates only slightly from the required minimum quenching time. As a result, the inverter delivers maximum power to the load circuit.
  • a measuring device (already described in DE-OS 32 37 716) is used in this known arrangement, which measures the signal for the extinguishing time of the thyristors of two diagonally opposite bridge branches via an integration process from the current or the voltage on the load circuit.
  • the actual extinguishing time in one of the diagonals is either separated from half-period to half-period or averaged over several half-periods and adjusted accordingly via the extinguishing time control device.
  • a disadvantage of this known circuit is that in the event of sudden changes in the impedance of the load circuit, such as can occur during inductive heating of workpieces, for example as a result of bridging in the heating material, the natural frequency of the parallel resonant circuit also jumps. This jumping can no longer be compensated for by the extinguishing time regulation. As a result, there is a risk that the current will not commutate from one pair of diagonally opposite bridge branches to the other, but will be conducted over more than a half period with unchanged polarity.
  • the one load circuit which in addition to a load capacitance also contains a compensation capacitance in the connecting branch between load inductance and load capacitance, leads to an increase in the voltage at the load capacitance, as a result of which the inverter thyristors can be destroyed.
  • the known detector circuit has the following disadvantage: if, in the two pairs of diagonally opposite bridge branches outside the extinguishing time, the currents do not flow simultaneously, but nevertheless do not flow in the phase position determined by the ignition pulses, the known detector circuit is not able to determine this improper commutation.
  • the invention has for its object to further develop a converter of the type mentioned in such a way that in the event of any improper commutation due to sudden changes in the impedance of the load circuit, an inadmissible voltage increase at the thyristors is avoided.
  • This object is achieved according to the invention by a converter of the type mentioned at the outset that ignition pulses are delivered without delay to all thyristors from a safety ignition circuit until all thyristors are live, the safety ignition circuit being preceded by a detector circuit which responds when either both bridging branches outside the commutation phase are currentless or live at the same time, or if the thyristors of the bridge branches are live outside the phase position specified by the ignition pulses.
  • the immediate, simultaneous forced ignition of all bridge thyristors in the event that improper commutation is determined by the detector circuit, has the consequence that a current flow in the inverter is no longer via the pairs of diagonally opposite bridge branches, but directly via the in neighboring branches horizontal thyristors.
  • the solution according to the invention symmetrizes the voltages at the load point on the one hand and at the feed points of the bridge circuit on the other hand, as a result of which overvoltage at the thyristors is effectively avoided.
  • the detector circuit ensures that such a positive ignition occurs whenever the current flow in the current paths from diagonally opposite bridge branches does not proceed in the manner specified by the ignition pulses.
  • the parallel resonant circuit converter consists of a rectifier 1 fed by a three-phase network, to which a current and voltage regulator 2 is assigned, a smoothing choke 3 and an inverter 4. Both the Rectifier 1 and inverter 4 are thyristorized.
  • a load circuit 5 designed as a parallel resonant circuit consists of a resistor R, an inductor L, a series connection of two capacitors C, C K , the latter of which is arranged in the connecting branch between capacitor C and inductor L.
  • the parallel resonant circuit is connected to the load points of the bridge circuit of the inverter 4 such that the load circuit 5 is supplied with current alternately by the diagonals formed by the thyristors, a, a and b, b of diagonally opposite bridge branches of the inverter 4.
  • the ignition pulses supplied to the ignition electrodes of the thyristors of the inverter 4 and initiating commutation are set by an erase time control device 6.
  • the trapezoidal current flowing in the load circuit 5 is fed via a current transformer 8 to a discriminator 9, which delivers a control pulse to the extinguishing time measuring device 7 when the current passes zero.
  • the voltage zero crossing of the sinusoidal voltage is determined by means of a further discriminator 10, which is connected in parallel to the load circuit 5, and a control signal is supplied to the extinguishing time measuring device 7 at the zero crossing.
  • the extinguishing time measuring device 7 receives a start signal simultaneously with the ignition pulses supplied to the thyristors a, b of the two diagonal bridge branches.
  • the extinguishing time determined by the extinguishing time measuring device 7 is supplied as the actual time to the extinguishing time control device 6 which, after a comparison with a supplied setpoint value, delivers ignition pulses with a clock frequency which is only slightly above the natural frequency of the parallel resonant circuit 5.
  • this measuring device known from EP-PS 109 522, it is possible to record the deletion time very precisely and to ensure operation of the converter while ensuring a minimum deletion time.
  • the primary winding of a transformer 11 or 12 is arranged in one branch of the two pairs of diagonally opposite bridge branches of the bridge circuit 4.
  • the terminals of the secondary windings of the two transmitters, which are bridged with oppositely polarized rectifier diodes, are connected to the inputs of two amplifiers 13, 14, which each carry a direct current signal on their output lines 15, 16 when the transducers 11, 13 and 12, 14 detect a current flow over the associated bridge branch.
  • Lines 15 and 16 are connected to the two inputs of an exclusive-OR gate 17.
  • the gate 17 always generates a pulse on its output line 21 when in the two pairs of diagonally opposite branches of the bridge circuit 4 a current simultaneously flows or the current is zero at the same time.
  • the firing pulses of the thyristors in the respective bridge branches are switched on via a control device 18 during the commutation on the lines 19 and 20 DC pulses generated so that the presence of the pulses on lines 19 and 20 pulses on the output line 21 are suppressed.
  • the detector circuit is so far known from DE-PS 27 22 814.
  • the output line 21 is connected to the input of a safety ignition circuit 24 via a further logic circuit 22.
  • the further logic circuit 22 has two exclusive NOR gates at its input. While the inputs of the first gate with the line 15, which is in the live Converter 11 (in the bridge diagonal provides a signal and is connected to line 20, which is connected to the firing pulse line of the thyristors, the signals of line 16 (current signal of thyristors b) and line 19 are present at the inputs of the second gate (Ignition pulse signal of the thyristors a)
  • the downstream gates ensure that a pulse is given on the line 23 for actuating the safety ignition circuit 24 even if the converters 11, 12 do not simultaneously detect a current flow, that is to say the detector circuit 17 does not respond, but the thyristors a, b are live in a phase position which does not correspond to the phase position specified by the ignition pulses for the thyristors.
  • the detector circuit controls an auxiliary ignition pulse generator 25, the output of which is connected to all control signal connections of the thyristors of the bridge 4.
  • the auxiliary ignition pulse generator 25 simultaneously applies ignition pulses to all control lines of the thyristors via its output lines 26a-d. This happens without delay, so that due to improper commutation on a impermissibly high voltage charged capacitor C is balanced in its voltage distribution on the thyristors of the inverter. Overvoltage at the thyristors is thus avoided. The current peaks occurring due to the simultaneous ignition of all thyristors are below the values permitted for dynamic operation of the thyristors.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Parallelschwingkreis-Umrichter, bestehend aus einem Gleichrichter, einem Wechselrichter mit in einer Brückenschaltung angeordneten Thyristoren, einem an die Lastpunkte der Brückenschaltung angeschlossenen Parallelschwingkreis, wobei im Verbindungszweig zwischen dessen Induktivität und dessen Kapazität eine weitere Kapazität vorgesehen ist, und einer Löschzeitregeleinrichtung zum wechselweisen Zünden (Kommutieren) der die diagonal gegenüberliegenden Brückenzweige bildenden Thyristoren mit einer zur Beibehaltung einer Mindestlöschzeit bestimmten Taktfrequenz.
  • Ein solcher Umrichter ist aus der DE-OS 34 25 324 bekannt und wird vorzugsweise bei der induktiven Erwärmung von Werkstücken eingesetzt, wobei die Elemente des Lastkreises aus dem ohmsch/induktiven Anteil von Induktionsspule und Werkstück, der sich im Verlaufe des Erwärmungsvorganges ändert, sowie aus dem kapazitiven Anteil einer im allgemeinen wertfesten Reihenschaltung von zwei Kondensatoren bestehen. Desweiteren ist eine Löschzeitregeleianrichtung vorgesehen, die die Thyristoren in der Wechselrichterbrücke mit einer Taktfrequenz ansteuert, die oberhalb der Eigenfrequenz des Parallelschwingkreises liegt, damit in den Paaren diagonal gegenüberliegender Brückenzweige des Wechselrichters eine Kommutierung des Brückenstromes durch die Thyristoren möglich ist. Die Taktfrequenz ist dabei so gewählt, daß sie möglichst wenig oberhalb der Eigenfrequenz des Lastkreises liegt, so daß die Löschzeit der Thyristoren nur wenig von der erforderlichen Mindestlöschzeit abweicht. Hierdurch gibt der Wechselrichter maximale Leistung an den Lastkreis ab.
  • Zur Erfassung des Ist-Wertes der Löschzeit wird bei dieser bekannten Anordnung eine (bereits in der DE-OS 32 37 716 beschriebene) Meßeinrichtung verwendet, die das Signal für die Löschzeit der Thyristoren von zwei diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen über einen Intergrationsvorgang aus dem Strom bzw. der Spannung am Lastkreis bestimmt. Zum Erhalt der als Sollwert vorgegebenen Mindestlöschzeit wird die Ist-Löschzeit in einer der Diagonalen entweder von Halbperiode zu Halbperiode getrennt oder über mehrere Halbperioden gemittelt erfaßt und über die Löschzeitregeleinrichtung entsprechend eingestellt.
  • Nachteilig wirkt sich bei dieser bekannten Schaltung jedoch aus, daß bei sprunghaften Änderungen der Impedanz des Lastkreises, wie sie beim induktiven Erwärmen von Werkstücken z.B. infolge von Brückenbildungen im Heizgut auftreten können, auch die Eigenfrequenz des Parallelschwingkreises springt. Dieses Springen kann durch die Löschzeitregelung nicht mehr ausgeglichen werden. Infolgedessen besteht die Gefahr, daß der Strom nicht von dem einen Paar von diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen auf das andere kommutiert, sondern über mehr als eine Halbperiode mit unveränderter Polarität geführt wird. Hierdurch kann es bei dem bekannten Umrichter, der einen Lastkreis, der neben einer Lastkapazität auch eine Kompensationskapazität im Verbindungszweig zwischen Lastinduktivität und Lastkapazität enthält, zu einer Erhöhung der Spannung an der Lastkapazität kommen, wodurch die Wechselrichterthyristoren zerstört werden können.
  • Aus der US 39 16 287 ist eine Überlastschutzschaltung für einen Wechselrichter bekannt, bei welchem im Falle des Auftretens einer Überlast sämtiche Thyristoren einer N-Phaseninverterdrucke simultan gezündet werden durch eine Impulsquelle, die eine im Vergleich zur normalen Leitezeit jedes Thyristors lange Periodendauer hat. Hierdurch wird erreicht, daß die Thyristoren während der jeweiligen Halbwelle des Oszillationsstromes, in der dieser in Gegenphase mit dem Kurzschlußstrom ist, automatisch gelöscht werden, ohne daß sie unter Last geöffnet werden müssen.
  • Andererseits ist aus der DE-PS 27 22 814 eine Anordnung für eine Detektorschaltung bekannt, mittels der über Meßwandler von denen jeweils einer, den beiden einander diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen zugeordnet ist, festgestellt wird, wenn außerhalb des durch die Löschzeit bestimmten Intervalls in beiden Paaren von einander gegenüberliegenden Brückenzweigen gleichzeitig Strom fließt bzw. gleichzeitig der Strom Null ist. Hierdurch erfolgt im Falle von Störungen an einzelnen Thyristoren der Brückenschaltung eine Abschaltung der Gleichstromspeisung des Wechselrichters. Wegen der unerwünschten Spannungsspitzen an den Thyristoren des Wechselrichters besteht die Gefahr, daß die Thyristoren zerstört werden. Ferner weist die bekannte Detektorschaltung folgenden Nachteil auf: wenn in den beiden Paaren von einander diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen außerhalb der Löschzeit die Ströme zwar nicht gleichzeitig fließen, aber dennoch nicht in der durch die Zündimpulse bestimmten Phasenlage, so ist die bekannte Detektorschaltung nicht in der Lage, diese nicht ordnungsgemäße Kommutierung festzustellen.
  • Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Umrichter der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß im Falle jeder nicht ordnungsgemäßen Kommutierung infolge von sprunghaften Änderungen der Impedanz des Lastkreises eine unzulässige Spannungserhöhung an den Thyristoren vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Umrichter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß von einer Sicherheitszündschaltung Zündimpulse unverzögert an alle Thyristoren mindestens so lange geliefert werden, bis alle Thyristoren stromführend sind, wobei der Sicherheitszündschaltung eine Detektorschaltung vorgeordnet ist, die anspricht, wenn entweder beide Brückenzweige außerhalb der Kommutierungsphase gleichzeitig stromlos oder stromführend sind, oder wenn die Thyristoren des Brückenzweige außerhalb der durch die Zündimpulse vorgegebenen Phasenlage stromführend sind.
  • Die sofortige, gleichzeitige zwangsweise Zündung aller Brückenthyristoren, in dem Falle, daß durch die Detektorschaltung eine nicht ordnungsgemäße Kommutierung festgestellt wird, hat zur Folge, daß ein Stromfluß im Wechselrichter nicht mehr über die Paare einander diagonal gegenüberliegender Brückenzweige, sondern auf direktem Wege über die in jeweils benachbarten Zweigen liegenden Thyristoren erfolgt. Durch die erfindungsgemäße Lösung erfolgt eine Symmetrierung der Spannungen an den Lastpunk einerseits und an den Speisepunkten der Brückenschaltung andererseits, wodurch eine Überspannung an den Thyristore wirksam vermieden wird. Die Detektorschaltung stellt sich daß immer dann eine solche Zwangszündung erfolgt, wenn de Stromfluß in den Strompfaden von einander diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen nicht in der durch die Zündimpulse vorgegebenen Weise abläuft.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand einer ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung erläutert.
  • Der Parallelschwingkreis-Umrichter besteht aus einem von einem Drehstromnetz gespeisten Gleichrichter 1, dem ein Strom- und Spannungsregler 2 zugeordnet ist, einer Glättungsdrossel 3 und einem Wechselrichter 4. Sowohl der Gleichrichter 1 als auch der Wechselrichter 4 sind thyristorisiert.
  • Ein als Parallelschwingkreis ausgebildeter Lastkreis 5 besteht aus einem Widerstand R, einer Induktivität L, einer Reihenschaltung aus zwei Kapazitäten C, CK, wovon letztere im Verbindungszweig zwischen Kapazität C und Induktivität L angeordnet ist. Der parallelschwingkreis ist an den Lastpunkten der Brückenschaltung des Wechselrichters 4 derart angeschlossen, daß der Lastkreis 5 wechselweise von den durch die Thyristoren, a,a bzw. b,b gebildeten Diagonalen von diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen des Wechselrichters 4 mit Strom versorgt wird. Die den Zündelektroden der Thyristoren des Wechselrichters 4 zugeführten, die Kommutierung einleitenden Zündimpulse werden von einer Löschzeitregeleinrichtung 6 eingestellt. Der in den Lastkreis 5 fließende trapezförmige Strom wird über einen Stromwandler 8 einem Diskriminator 9 zugeführt, der beim Nulldurchgang des Stromes einen Steuerimpuls an die Löschzeitmeßeinrichtung 7 liefert. Mittels eines weiteren Diskriminators 10, der parallel zum Lastkreis 5 angeschlossen ist, wird der Spannungsnulldurchgang der sinusförmigen Spannung ermittelt und beim Nulldurchgang ein Steuersignal an die Löschzeitmeßeinrichtung 7 geliefert. Außerdem erhält die Löschzeitmeßeinrichtung 7 gleichzeitig mit dem an die Thyristoren a, b der beiden diagonalen Brückenzweige gelieferten Zündimpulse ein Startsignal. Die von der Löschzeitmeßeinrichtung 7 ermittelte Löschzeit wird als Istzeit an die Löschzeitregeleinrichtung 6 geliefert, die nach einem Vergleich mit einem zugeführten Sollwert Zündimpulse mit einer Taktfrequenz liefert, die nur wenig oberhalb der Eigenfrequenz des Parallelschwingkreises 5 liegt. Mit dieser aus der EP-PS 109 522 bekannten Meßeinrichtung ist es möglich, die Löschzeit sehr exakt zu erfassen und einen Betrieb des Umrichters unter Sicherstellung einer Mindestlöschzeit zu gewähren.
  • In je einem Zweig der beiden Paare von einander diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen der Brückenschaltung 4 ist die Primärwicklung eines Übertragers 11 bzw. 12 angeordnet. Die Klemmen der Sekundärwicklungen beider Übertrager, die mit einander entgegengesetzt gepolten Gleichrichterdioden überbrückt sind, sind mit den Eingängen zweier Verstärker 13, 14 verbunden, die auf ihren Ausgangsleitungen 15, 16 jeweils dann ein Gleichstromsignal führen, wenn die Meßwertaufnehmer 11, 13 bzw. 12, 14 einen Stromfluß über den zugehörigen Brückenzweig detektieren. Die Leitungen 15 und 16 sind mit den beiden Eingängen eines Exklusiv-Oder-Gatters 17 verbunden. Das Gatter 17 erzeugt auf seiner Ausgangsleitung 21 stets dann einen Impuls, wenn in den beiden Paaren von einander diagonal gegenüberliegenden Zweigen der Brückenschaltung 4 gleichzeitig ein Strom fließt bzw. gleichzeitig der Strom Null ist. Um ein Ansprechen des Gatters 17 während der Kommutierung, während der in beiden Paaren einander diagonal gegenüberliegender Zweige der Brückenschaltung 4 ein Strom fließt, auszuschalten, werden aus den Zündimpulsen der Thyristoren in den jeweiligen Brückenzweigen über ein Steuergerät 18 während der Kommutierung auf den Leitungen 19 und 20 Gleichstromimpulse erzeugt, so daß beim Vorhandensein der Impulse auf den Leitungen 19 und 20 Impulse auf der Ausgangsleitung 21 unterdrückt werden.
  • Die Detektorschaltung ist bis hierhin aus der DE-PS 27 22 814 bekannt.
  • Die Ausgangsleitung 21 ist über eine weitere Logikschaltung 22 mit dem Eingang einer Sicherheitszündschaltung 24 verbunden.
  • Die weitere Logikschaltung 22 weist an ihrem Eingang zwei Exklusiv-NOR-Gatter auf. Während die Eingänge des ersten Gatters mit der Leitung 15, welche bei stromführendem Wandler 11 (in der Brückendiagonalen ein Signal liefert, und mit der Leitung 20, die an die Zündimpulsleitung der Thyristoren angeschlossen ist, verbunden sind, liegen an den Eingängen des zweiten Gatters die Signale der Leitung 16 (Stromsignal der Thyristoren b) und der Leitung 19 (Zündimpulssignal der Thyristoren a) an. Durch die nachgeschalteten Gatter wird dafür gesorgt, daß ein Impuls auf der Leitung 23 zur Ansteuerung der Sicherheitszündschaltung 24 auch dann gegeben wird, wenn zwar die Wandler 11, 12 nicht gleichzeitig einen Stromfluß detektieren, also die Detektorschaltung 17 nicht anspricht, aber die Thyristoren a, b in einer Phasenlage stromführend sind, die nicht der durch die Zündimpulse für die Thyristoren vorgegebene Phasenlage entspricht.
  • Erfolgt also durch plötzliche Änderungen der Lastkreisimpedanz und damit verbundener Eigenfrequenzerhöhung ein vorzeitiger Polaritätswechsel des Stromes, noch bevor die nächste Kommutierungsphase eingeleitet wird, wird eine Abweichung zwischen der durch die Zündimpulse vorgegebenen Phasenlage und der durch die Stromwandler 11 bzw. 12 detektierten Ist-Phasenlage erkannt. Somit sorgt die um die vorbeschriebene Funktion ergänzte Detektorschaltung in jedem Falle einer nicht ordnungsgemäßen Kommutierung für eine Ansteuerung der Sicherheitszündschaltung 24. Die Sicherheitszündschaltung 24 steuert einen Hilfszündimpulsgenerator 25 an, dessen Ausgang mit allen Steuersignalanschlüssen der Thyristoren der Brücke 4 verbunden ist. Stellt nun die Detektorschaltung 11 bis 23 eine nicht ordnungsgemäße Kommutierung in der oben beschriebenen Weise fest, beaufschlagt der Hilfszündimpulsgenerator 25 über seine Ausgangsleitungen 26a-d gleichzeitig alle Steuerleitungen der Thyristoren mit Zündimpulsen. Dies geschieht unverzögert, so daß der aufgrund der nicht ordnungsgemäßen Kommutierung auf eine unzulässig hohe Spannung geladene Lastkondensator C in seiner Spannungsaufteilung auf die Thyristoren des Wechselrichters symmetriert wird. Somit wird eine Überspannung an den Thyristoren vermieden. Die aufgrund des gleichzeitigen Zündens aller Thyristoren auftretenden Stromspitzen liegen dabei unterhalb der für den dynamischen Betrieb der Thyristoren zulässigen Werte.
  • Um die Thyristoren beim Ansprechen der Sicherheitszündschaltung 24 und des Hilfszündimpulsgenerators 25 stabil in den leitenden Zustand zu bringen, werden als Zündimpulse bevorzugt Dauerimpulse eingesetzt. Es ist aber auch möglich, ein sicheres Einschalten der Thyristoren dadurch zu bewirken, daß sie mit einer Zündimpulsfolge angesteuert werden, deren Taktfrequenz im Vergleich zur Taktfrequenz der Löschzeitregeleinrichtung mindestens um den Faktor 5 höher ist.

Claims (3)

  1. Parallelschwingkreis-Umrichter, bestehend aus einem Gleichrichter (1), einem Wechselrichter (4) mit in einer Brückenschaltung angeordneten Thyristoren (a, b), einem an die Lastpunkte der Brückenschaltung angeschlossenen Parallelschwingkreis (5), wobei im Verbindungszweig zwischen dessen Induktivität (L) und dessen Kapazität (C) eine weitere Kapazität (CK) vorgesehen ist, und einer Löschzeitregeleinrichtung (6) zum wechselweisen Zünden (Kommutieren) der die diagonal gegenüberliegenden Brückenzweige bildenden Thyristoren (a, b) mit einer zu Beibehaltung einer Mindestlöschzeit bestimmten Taktfrequenz,
    dadurch gekennzeichnet, daß von einer Sicherheitszündschaltung (24,25) Zündimpulse unverzögert an alle Thyristoren (a,b) mindestens so lange geliefert werden, bis alle Thyristoren stromführend sind, wobei der Sicherheitszündschaltung eine Detektorschaltung (11-23) vorgeordnet ist, die anspricht, wenn entweder beide Brückenzweige außerhalb der Kommutierungsphase gleichzeitig stromlos oder stromführend sind, oder wenn die Thyristoren (a,b) der Brückenzweige außerhalb der durch die Zündimpulse vorgegebenen Phasenlage stromführend sind.
  2. Parallelschwingkreis-Umrichter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zündimpulse Dauerimpulse sind.
  3. Parallelschwingkreis-Umrichter nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zündimpulse in Gestalt einer Impulsfolge mit einer im Vergleich zur Taktfrequenz mindestens fünffach höheren Frequenz geliefert werden.
EP88112098A 1987-09-05 1988-07-27 Parallelschwingkreis-Umrichter mit Sicherheitsschaltung Expired - Lifetime EP0306686B1 (de)

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